南水北调中线澧河渡槽第一次充水试验安全监测成果分析

□ 宁亚涛 □ 杨 卫（南水北调中线建管局河南直管建管局）

1 工程概述

南水北调中线一期总干渠澧河渡槽是跨越澧河的大型河渠交叉建筑物，工程轴线总长860.00m，自起点至终点依次为:进口明渠段、退水闸室段、进口渐变段、进口闸室段、进口过渡段、槽身段、出口连接段、出口闸室段、出口渐变段、出口明渠段。澧河渡槽槽身为双线双槽矩形槽，共14跨，两个边跨为30.00m跨径，其余12跨为40.00m跨径；单槽净宽10.00m，双线渡槽全宽顶宽26.60m，底宽26.70m，槽身采用常规的现浇法施工。澧河渡槽设计流量为320.00m3/s，加大流量为380.00m3/s。

为了保证渡槽输水运行期安全，同时在指导施工以及校核设计方面获得原始的监测数据，澧河渡槽布置了较为全面的安全监测设施，安全监测成果是评价渡槽安全性态的重要和直观依据，合理的安全监测设计是获取可靠监测成果的基础，对综合反映渡槽工作性态、评价渡槽安全和指导工程运行管理有着十分重要的意义。

2 安全监测设计

2.1 监测仪器布置情况

安全监测内部观测仪器主要埋设于右联，主要监测仪器有渗压计、土压力计、钢筋计、应变计、无应力计、沉降计、位错计、温度计，左右联均布置有外观监测仪器（垂直位移计测点、收敛测点、墙上水准点）。

进口闸安装监测仪器有沉降计、渗压计、土压力计、钢筋计、无应力计、温度计、位错计，槽身段3#墩、7#墩、9#墩桩安装有钢筋计；2#槽体安装监测仪器有钢筋计、应变计，出口闸安装监测仪器有沉降计、位错计。

槽体顶板每跨均匀布置有垂直位移测点共112个，底部收敛测点布设在3#，5#，7#，9#，13#跨，布设方式为在槽体底面横截面中心位置布置测点（如图1、图2），并在垂直对应地面上布置测点，两测点垂直对应形成一条测线，在地面收敛点的旁边布置水准点。每跨布置5组。上游起始测线距上游承台4.00m，下游末尾测线距下游承台4.00m，各测线之间按间距8.00m均布。

墙上水准点布置在 3#，4#，5#，7#，8#，9#，13#承台，承台中心线距离地面50.00cm的位置。

图1 左联2#-3#跨底部收敛点布设侧视图

2.2 设计预警值

①槽墩台均匀总沉降≤4.00mm；②相邻墩台均匀总沉降差≤2.00mm；③渡槽槽身底板挠度≤66.70mm。

3 安全监测成果分析

3.1 左联槽体数据观测成果

图2 左联2#～3#跨中心线断面收敛点布设图

3.1.1 底板收敛观测

澧河渡槽充水试验开始后按设计充水试验技术要求对收敛测点进行了观测，地面水准点复核观测情况为各测点沉降变化较小，水准观测误差通过计算为±0.40～±0.55mm，水准点测值在误差范围内，因此认为地面收敛测点未发生沉降变化，收敛测线测值即为该处槽体底板沉降量。

从澧河渡槽充水期间左联渡槽底板收敛观测成果看，渡槽支座的最大压缩量为-8.06mm，左联底板最大挠度-7.59mm。未超过设计允许值。

3.1.2 承台沉降观测

于2013年12月5日对承台所安装的墙上水准点进行了初始值观测，充水试验期间对 3#，4#，5#，7#，8#，9#，13#承台墙上水准点进行了观测，观测各测点沉降量均未超过-2.20mm，观测误差通过计算为±0.40～±0.55mm。相邻承台相对沉降不超过0.50mm，未超过设计允许值。

3.1.3 槽体顶部沉降观测

对澧河渡槽槽体顶部各垂直位移测点进行了初始值观测，根据充水期间观测成果，通过计算，槽体顶部水准测量误差为±0.30～±0.35mm，满足一等水准测量精度要求。槽体顶部边墙最大挠度-5.10mm。最大绝对沉降-7.30mm。

3.2 右联槽段数据观测成果

3.2.1 进口闸

充水试验期间进口闸段沉降计测值最大变化为0.59mm，随水位上升沉降测值逐渐增大；渗流监测变化值不大，均处于无水状态；钢筋应力呈压应力，充水期间受压程度有所增大，测值变化量不大；位错计最大测值变化为0.54mm，随水位上升测值有所增大；温度计测值稳定，基本为10℃。

3.2.2 槽身段

3.2.2.1 内部观测

槽身段监测仪器充水试验期间，钢筋计测值与温度呈负相关，2#跨拉杆钢筋计测值变化量不大，最大测值变化量为-8.58MPa（R07LHD），3#，7#，9#墩安装的钢筋计均呈受压状态，从观测成果看，钢筋计测值随着水位的增大受压程度增大，3#墩钢筋计测值最大变化量为-8.39MPa（R05LHD03），7#墩钢筋计测值最大变化量为-27.88MPa（R02LHD07）,9#墩钢筋计测值最大变化量为-12.73MPa（R12LHD09）；2#跨槽段应变计随水位上升，应变计承受拉应变并测值有所增大，应变计最大测值变化量为65.96με（S23LHD）。

3.2.2.2 表面观测

收敛测点:从右联底板收敛观测的数据成果来看，右联支座最大压缩量为-6.65mm，底板最大挠度-6.18mm，未超过设计允许值。垂直位移测点:从右联槽体顶部的水准点观测成果来看，槽体顶部最大绝对沉降量为-8.10mm，顶部边墙最大挠度为-4.50mm，未超过设计允许值。

3.2.3 出口闸

出口闸段充水试验期间，随水位上升，沉降计、位错计测值逐渐增大，沉降计测值最大沉降量为0.42mm，位错计测值最大位移量为0.14mm，未超过设计允许值。

4 结语

安全监测工作是澧河渡槽施工中的重要环节。作为信息化施工的重要手段，安全监测担负着校核设计，指导施工和运行，以积累设计经验的作用。南水北调中线干线总干渠是国家重点工程，其中渡槽是普遍的建筑物形式，澧河渡槽的安全监测设计及成果分析可以为今后设计和施工、渡槽安全运行积累宝贵经验。